Antenne lineari e ad apertura

Antenne lineari

1)       Espressione del campo magnetico nel caso di una antenna sottile :

 

2) Larghezza di lobo :

È l'angolo compreso tra le due direzioni a cui il diagramma di radiazione in campo si riduce a 0.707 del valore massimo.

 

3) Antenna corta :

Si ha che la corrente è pressochè costante lungo l'antenna, il campo H si riduce a , si ottiene un diagramma di radiazione indipendente da j ossia omnidirezionale per cui l'antenna deve essere messa ortogonalmente alla direzione in cui si vuole far propagare il campo. Si ha una larghezza di lobo di 90°.

4) Resistenza di radiazione :

Si tratta della ipotetica resistenza in grado di dissipare la potenza irradiata, essa vale  , per un'antenna corta h/l è molto piccolo e quindi la potenza irradiata è molto poca.

 

5) Espressione della corrente per una antenna sottile :

 

6) Antenna a mezz'onda :

È una antenna di lunghezza  per essa il campo magnetico irradiato a grande distanza è  cui corrisponde un diagramma di radiazione in campo ancora omnidirezionale ma con una ampiezza di lobo di 78° inferiore al caso dell'antenna corta.

 

7) Antenna a onda intera :

È una antenna di lunghezza  per essa il campo magnetico irradiato a grande distanza è  cui corrisponde un diagramma di radiazione in campo ancora omnidirezionale ma con una ampiezza di lobo di 47°  quindi l'antenna è più direttiva rispetto a quella a mezz'onda ma questo a discapito di un costo doppio inerente alle dimensioni doppie pertanto di consueto si utilizza l'antenna a mezz'onda.

 

8) Realizzazione pratica di antenna a dipolo :

Da un punto di vista costruttivo è molto difficile spezzare in due l'antenna mantenendo le proprietà di resistenza meccanica, pertanto si utilizza soltanto mezza antenna e la restante è come se ci fosse a patto di inserire sulla superficie un piano metallico che quindi ottempera alla condizione al contorno secondo la quale il campo elettrico deve essere nullo in corrispondenza della superficie di discontinuità.

 

Antenne ad apertura

9) Tipologie di antenne ad apertura :

• a)       antenne a tromba nelle quali la guida aumenta gradualmente la propria sezione al fine di adattare lo spazio libero al modo dominante presente nella guida
• b)       antenne a riflettore in cui la guida d'onda termina ancora su di una tromba, detta illuminatore la quale si trova nel fuoco di un paraboloide metallico verso cui irradia ottenendo in tal modo un'onda piana.

10) Campo elettrico irradiato a grande distanza da un'antenna ad apertura :

dove J_ms e J_s sono le correnti superficiali equivalenti che possiamo introdurre sulla sola bocca dell'antenna in virtù del teorema di equivalenza.

 

11) Antenna a bocca rettangolare :

È il caso di un'antenna a tromba o di un'antenna radar, nella quale si vuole privilegiare l'irradiazione lungo una direzione che piuttosto l'irradiazione lungo un'altra direzione. Il campo prodotto a grande distanza dalle sole correnti magnetiche è  dove J^T_ms è la distribuzione di corrente troncata ai bordi della bocca dell'antenna. Nel caso di correnti magnetiche costanti si trova che :

• a)       nel piano orizzontale il campo elettrico è polarizzato verticalmente ed il suo diagramma di radiazione è dato dal prodotto di una sinc per un coseno che vale circa 1 se a >>l.
• b)       nel piano verticale il campo elettrico a grande distanza giace sul piano verticale.

12) Lobo principale del diagramma di radiazione :

Si tratta della regione angolare compresa tra i primi due zeri della funzione diagramma di radiazione, per il piano orizzontale di un'antenna a bocca rettangolare si ha   mentre per il piano verticale . Si osserva quindi che si può aumentare la direttività di una antenna in un piano aumentando la frequenza (…diminuendo la lunghezza d'onda) oppure aumentando le dimensioni dell'apertura nel piano interessato.

 

13) Antenna a bocca circolare :

È un'antenna molto utilizzata per i collegamenti tra punti fissi, il campo magnetico a grande distanza dovuto per semplicità alle sole correnti magnetiche equivalenti è   il quale supponendo una J_ms costante individua una larghezza del lobo principale pari a           .

 

14) Antenna a bocca ellittica :

Si osserva che quando la bocca di un'antenna viene estesa (contratta) uniformemente nel rapporto s:1 in una particolare direzione, il diagramma di radiazione si contrae (estende) secondo la stessa direzione nel rapporto 1:s .